1.课程目标
(1)知识目标:掌握小型机械装置的基本要求、设计方法、流程和步骤;掌握传动系统与运动方案设计方法;掌握原动机的选择和总体设计参数计算方法;掌握传动装置设计的基本技能、装配图和零件图的设计与绘制技能;掌握设计说明书规范、标准、职业工程师职业素养的基本要求。
(2)能力目标:具有小型机械装置功能分析、功能分解、功能表达和求解的能力;设计实现同样功能的其他可替代设计方案的能力;能够把握结构设计的合理性、根据实际工况或者遇到设计问题能够找到最优的修改方案、整体把握机器各零部件之间的关联,包括各尺寸结构的协调、安装与拆卸的工艺性等。能够制定机械零部件制造工艺;具有自学研究、独立思考、深入钻研的综合创新能力和设计表达能力。
(3)素质目标:具有自主学习习惯与能力、较强的沟通表达、团队协作精神,树立以创新驱动建设制造强国的信念,激发责任与担当意识,培育求真务实、吃苦耐劳、艰苦奋斗的职业素养和攻坚克难、精益求精、追求卓越的大国工匠精神。
2.课程内容
(1)理论知识:绪论;传动方案的分析和拟定;原动机的选定与传动比;动力参数计算;传动件设计与箱体结构设计;标准件的选取与计算;箱体及附件设计;装配图与零件;行业发展、标准与安全;工程师的职业素养。
(2)产品实物讲解:齿轮结构;减速器介绍;箱体结构;箱体附件认识。
(3)典型问题分析:装配草图主要问题分析;箱体结构设计注意事项;装配图绘制常见错误;轴系结构设计典型错误分析。
(4)课程思政:从中国现代机械和工程师的职业素养,引出大学生的责任与担当;从螺栓产品设计失效引发安全事故,强化机械设计安全意识;从方案设计树立创新思维与创新设计观;由齿轮传动和装配图结构设计连接个人与团体、个人价值与社会价值实现,精益求精的工匠精神。
3.课程沿革及特色
本课程是国家一流在线课程《机械设计》后续的实践部分,配套教材是江苏省重点教材《机械设计综合训练》,本教学团队为江苏省青蓝优秀教学团队、校优秀教学团队,团队教师获国家精品课程1项(国家一流在线课程)、江苏省一流线上线下混合课程1项、江苏省本科教学成果奖2项,编写出版教材5部。团队教师指导学生获江苏省大学生机械创新设计大赛等省级奖励12项,江苏省优秀本科毕业设计3项。
课程注重“产品、设计、素养”三位一体,以典型机械装置设计为主线,将理论知识、行业标准和安全融入课程中,建设了融合各类设计手册、实验数据、图表的数字化教学资源库,为学生逐步展示产品设计的方法和过程,培养学生创新和精益求精的工匠精神。精心设计了39个知识点讲解视频,4个产品实物讲解视频,5个课程思政视频。同时辅以微视频课间提问(每3~4分钟设置1个)、随堂测试、单元作业、单元测试、期末考试、互动讨论等随时评价学习情况,提供课件。
通过本课程学习,使学生系统掌握通用机械装置的设计方法和步骤,具有产品功能分析与表达、建模和求解的能力,体会机械工程装备多领域、多维度的复杂工程问题,建立现代机械行业发展大局观,树立创新思维和精益求精的设计观,全面了解机械工程职业素养及要求,树立正确的人生观、价值观和社会责任感,建立做一个合格的机械工程师的目标。
学习本课程前应先修高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、工程材料、制造技术基础、机械原理等课程。若在本课程学习过程中需要学习上述先修课程,可从下列链接中选择:
机械设计
江苏科技大学 https://www.icourse163.org/learn/JUST-1206794818?tid=1463222452#/learn/score
机械制图
江苏大学https://www.icourse163.org/course/UJS-1001755183
理论力学
哈尔滨工业大学 https://www.icourse163.org/course/HIT-1001516003
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-1001955002
材料力学
西南交通大学 https://www.icourse163.org/course/SWJTU-305001
东北大学 https://www.icourse163.org/course/NEU-1001862003
工程材料与制造基础
山东大学https://www.icourse163.org/course/SDU-306001
制造技术基础
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-1001813005
机械原理
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-20007
北京航空航天大学 https://www.icourse163.org/course/BUAA-238004
本课程学习中需完成相关视频学习时长、单元测试、单元作业、课堂讨论和期末测试,其中视频学习时长占10分、各单元测试占30分,作业占10分,网络课堂讨论占10分,期末测试占40分。
课堂讨论评分如下:
学生在“课堂讨论”中回复的数量达到15个以上,即可获取满分。
目前开放课程没有证书。
1、《机械设计综合训练》,朱永梅,王明强主编,科学出版社,2020年8月第四版
2、《机械设计》,濮良贵主编,高等教育出版社,2019年5月第10版
3、《机械设计学习与考试指导》,王明强主编,哈尔滨工程大学出版社,2010年6月第2版
4、《机械设计》,邱宣怀 郭可谦 编著,高等教育出版社,2007年8月第4版
5、《机械设计禁忌1000例》,吴宗泽等,机械工业出版社,2011年4月第三版
Q1:“机械设计课程设计”和“机械设计”是一门课吗?
A1:不是一门课。“机械设计”是理论课,主要讲授单个通用零部件的设计原理、方法和强度校核。“机械设计课程设计”是实践课,面向的是小型机械装置的设计,不仅涉及通用零、部件的结构设计,还要进行机械传动系统设计、动力学分析,确定各个零部件的相互位置关系,满足产品的功能和强度寿命要求,最后通过装配图、零件图和设计说明书表达设计成果。
Q2:“机械设计课程设计”这门课程如何学习?
A2:(1)把握机械装置设计的主线,即要时刻贯穿“产品的功能→传动方案的分析和拟定→原动机的选定与传动比→运动参数计算→传动件的结构设计→装配(草)图→零件图→设计说明书”这一主线,无论设计何种机械装置,均以此主线为纲,则便于入门、便于掌握。
(2)要强调边计算、边画图、边修改。必须根据实际情况,注意公式的使用条件和范围,及时发现问题,避免零件相互干涉现象。
(3)绘制出表达正确、合理、清晰的机械装置装配图、零件图;熟练、正确、合理标注装配图尺寸和配合要求、合理标注零件图尺寸和加工要求;制定零件图有关技术要求,规范填写明细栏和标题栏。
Q3:“机械设计课程设计”的教学模式?
A3: 本课程采用线上线下混合的教学模式,包括线上资源导学和线下课堂教学实践,建立与理论课相匹配和优化的教学进程与教学模式。
Q4:“机械设计课程设计”的进度如何安排?
A4: 在机械设计理论课绪论内容后,布置课程设计任务;机械系统的设计约束后,进行方案设计和总体设计的线上导学;传动件理论学习后,进行带传动和齿轮的设计实践线上导学;轴系内容结束后,开始进行线上线下混合的课程设计实践,完成后续内容。
Q5: 课程设计在哪里进行?
A5: 方案设计和总体设计、传动件参数计算等内容线上导学部分无地点要求,装配草图绘制至设计任务完成,在固定的绘图教室进行。